《电力系统自动装置

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1、第二章输电线路的自动重合闸装置电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的作用一、输电线路自动重合闸的意义二、自动重合闸装置的主要作用三、自动重合闸装置的分类电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的作用一、输电线路自动重合闸的意义规程规定：“1kV及以上的架空线路和电缆与架空混合 线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无 备用电源自动投入时，应装设自动重合闸；旁路断路 器和兼作旁路的母线断路器或分段断路器，宜装设自 动重合闸；低压侧不带电源的降压变压器，应装设自 动重合闸；必要时，母线可采用母线自动重合闸”。 电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的

2、作用二、自动重合闸装置的主要作用 1、输电线路的瞬时性故障：由保护动作断开电源后， 故障点的电弧自行熄灭、绝缘强度重新恢复，故障自 行消除，若重新合上线路断路器，就能恢复正常供电 。主要是由雷电引起的绝缘子表面闪络、线路对树枝 放电、大风引起的短时碰线、通过鸟类身体的放电等 原因引起的短路。这类故障占总故障次数的80% 90%以上。 电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的作用二、自动重合闸装置的主要作用 2、永久性故障：在故障线路电源被断开之后，故障点 的绝缘强度不能恢复，故障仍然存在，即使重新合上 断路器，又要被继电保护装置再次断开。如倒杆、断 线、绝缘子击穿或损坏等。 3、

3、提高输电线路供电可靠性，减少因瞬时性故障停电 造成的损失。 4、对于双端供电的高压输电线路，可提高系统并列运 行的稳定性，从而提高线路的输送容量。 5、可以纠正由于断路器本身机构不良，或继电保护误 动作而引起的误跳闸。 电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的作用二、自动重合闸装置的主要作用 6、采用ARE后，对系统带来不利影响：当重合于永久 性故障时，系统再次受到短路电流的冲击，可能引起 系统振荡。同时，断路器在短时间内连续两次切断短 路电流，使断路器的工作条件恶化。因此，自动重合 闸的使用有时受系统和设备条件的制约。ARE主要用 于架空线路,对于电缆线路，由于其故障机率较小，

4、即 使发生故障，往往是绝缘遭受永久性破坏，所以不采 用自动重合闸。 电力系统 自动装置原理2.1 输电线路自动重合闸装置的作用三、 ARE的分类 自动重合闸装置的类型很多，根据不同特征，通常可分为 如下几类： （1）按组成元件的动作原理分类，可分为机械式，电气式 。 （2）按作用于断路器的方式，可以分为三相ARE、单相 ARE和综合ARE三种。 （3）按动作次数可分为，一次ARE、二次ARE、多次ARE 。 （4）按运用的线路结构可分为单侧电源线路ARE、双侧电 源线路ARE。双侧电源线路ARE又可分为快速ARE、非同 期ARE、检定无压和检定周期的ARE等。电力系统 自动装置原理2.2 对输

5、电线路自动重合闸装置的要求v ARE宜采用控制开关SA位置与断路器QF位置不对应的起动 方式。即当控制开关在合闸后位置而断路器实际上处断开位 置的情况下起动重合闸。这样，可以保证无论什么原因使断 路器跳闸以后，都可以进行自动重合闸。 v ARE动作应迅速。为了尽量减少对用户停电造成的损失，要 求ARE装置动作时间愈短愈好。但ARE装置动作时间必须考 虑保护装置的复归、故障点去游离后绝缘强度的恢复、断路 器操作机构的复归及准备好再次合闸的时间（0.8 1）S。 v ARE的动作次数应符合预先的规定。在任何情况下（包括装 置本身的元件损坏以及继电器触点粘住或拒动），均不应使 断路器重合的次数超过规

6、定。因为，当ARE多次重合于永久 性故障后，系统遭受多次冲击，断路器可能损坏，并扩大事 故。 电力系统 自动装置原理2.2 对输电线路自动重合闸装置的要求vARE动作后，应自动复归，准备好再次动作。这对于 雷击机会较多的线路是非常必要的。 v手动跳闸时不应重合。当运行人员手动操作控制开关 或通过遥控装置使断路器跳闸时，属于正常运行操作 ，自动重合闸不应动作。 vARE应能在重合闸动作后或动作前，加速保护的动作 。自动重合闸装置与继电保护相互配合，可加速切除 故障。自动重合闸装置还应具有手动合于故障线路时 加速继电保护动作的功能。电力系统 自动装置原理2.2 对输电线路自动重合闸装置的要求v手动

7、合闸于故障线路时，保护动作使断路器跳闸后， 不应重合。因为在手动合闸前，线路上还没有电压， 如果合闸到已存在有故障的线路，则线路故障多属于 检修质量不合格或忘拆接地线等原因造成的永久性故 障，即使重合也不会成功。 vARE可自动闭锁。当断路器处于不正常状态（如气压 或液压低）不能实现自动重合闸时，或自动按频率减 负荷装置（AFL）和母差保护（BB）动作不允许自动 重合闸时，应将ARE闭锁。电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸一、单侧电源线路的三相自动重合闸原理接线二、单侧电源线路的三相自动重合闸参数整定电力系统 自动装置原理电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动

8、重合闸（一）主要元件及装置接线 1、重合闸继电器KRC，由时间继电器KT、中间继电器 KM、电容C、充电电阻R4、放电电阻R6及信号灯 HL1组成。 2、断路器跳闸位置继电器KCT。 3、防跳继电器KCF，用于防止因KM的触点粘住时 引起断路器多次重合于永久性故障线路。 4、后加速保护动作的中间继电器KCP。 5、重合闸动作的信号继电器KS。 6、手动控制开关SA，触点的通断情况见图。 7、投入或退出重合闸装置选择开关ST。电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸正常运行：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动

9、重合闸瞬时故障： 开关误跳：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸永久故障：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸手动跳闸：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸手合故障：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸闭锁：电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸防跳：电力系统 自动装置原理电力系统 自动装置原理输电 线路 正常 运行时电力系统 自动装置原理瞬时性 故障或 断路器 误跳时：电力系统 自动装置原理输电线路 永久性 故障时：电力系统 自动装置原理手动 跳闸时：电力系统 自动装置原理手合于 故障线路 时：

10、电力系统 自动装置原理重合闸 闭锁：电力系统 自动装置原理防跳措施电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（一）主要元件及装置接线 SA触点通断情况图电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（二）工作原理 1、正常运行，SA和QF都处在合闸后， QF1打开， KCT线圈失电，KCT1开。 QF2闭合，SA（ 13-16）通，红灯HR亮平光； SA（21-23）通，ST于“投入”，其（1-3）通，KM完 好，HL1亮。 C充电。 电力系统 自动装置原理2

11、.3单侧电源线路的三相自动重合闸（二）工作原理 2、当线路瞬时故障或由于其他原因使QF跳闸时 QF跳闸； SA合闸后 1）QF跳闸信号回路：QF1合， KCT动作，KCT2合， M100（+） SA（9-12） HG KCT2 -L，绿灯闪光； 2）重合闸起动及获得重合脉冲回路：KCT1闭合，起动 KT，KT2开，串进R5，保证KT线圈的热稳定。KT1 经整定时间闭合，接通了C对KM电压线圈的放电回路 ，使KM动作，KM4开， HL1灭； 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（二）工作原理 3）断路器的合闸接触器回路：其KM1、KM2、KM3闭 合，接通了KMC回路：+SA

12、（21-23）ST（1-3 ）KM3KM2KM1KM电流线圈KS线圈 XB1KCF2QF1KMC，KMC动作，使QF 合上。同时KS发出重合闸动作信号。 4）断路器重合成功后整个装置自动复归。电容器C重新 充电，经1525s 后电容器C充满电，准备好下次动 作； 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（三）参数整定 1、重合闸动作时限值的整定（KT的整定时限）。在整 定该时限时必须考虑如下两个方面： v必须考虑故障点有足够的断电时间，以使故障点绝缘强 度恢复。 v必须考虑当重合闸动作时，保护装置一定要返回，同时 QF的操作机构等已恢复到正常状态，才允许合闸的时 间。 运行经验

13、表明，单电源线路的三相重合闸动作时限取 0.81s较为合适。 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（三）参数整定 2、重合闸复归时间的整定 电容C上两端电压从零值充电到使KM动作电压的时间。整 定复归时间，首先要保证重合到永久性故障，由最长时间 段的保护装置以tdmax（后备保护进限）切除故障时， QF不会再次重合。考虑到断路器辅助触点（如QF1）可 能先于主触头切换，这样图中的f点要提前一些（C上电压 仍然是很低的），最严重情况下提前的时间为断路器的合 闸时间tYC。于是，由图得到复归时间treARE为 treARE=tdmax+tYC+tdARE+tYT+t 取treA

14、RE=1525s。 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（四）接线特点 1、采用控制开关SA与QF位置不对应的起动方式，很可 靠。 2、利用C放电快来获得重合闸脉冲，充电慢保证ARE在 规定时间内只发一次重合闸脉冲。 3、断路器合闸可靠。KM电流自保持，使只有当断路器 可靠合上，辅助动断触点QF1断开后，KM才返回， 合闸脉冲才消失，故断路器能可靠合闸。 4、装置中设有加速继电器KCP，保证了手动合闸于故 障线路或重合于故障线路时，快速切除故障。 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（五）讨论： vKM电流线圈起自保持作用：由于C对KM电压线圈放 电只是

15、短时起动，不能保证合闸过程KM一直处在动 作状态，于是通过自保持电流线圈使KM在合闸过程 中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（五）讨论： v 线路上发生永久性故障时，为什么断路器不能再次重合 ？ ARE第一次使QF重合后，保护将再次动作使QF第二次 跳闸，ARE再次起动，KT励磁，经tKT后，由于C充电时 间（tP2+tYT +tKT）短，小于1525s，C来不及充电到 UKM，KM不动作，因此QF不能再次重合。这时C也不 能继续充电，因为C与KM电压线圈并联。KM电压线圈两 端的电压由电阻R4（约几兆欧）和KM电压线圈（电阻 值

16、为几千欧）串联电路的分压比决定，其值远小于KM的 动作电压。保证了ARE只动作一次的要求。此时绿灯HG 闪光。 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（五）讨论： v用控制开关SA手动跳闸时（讨论） 1）SA手动跳闸，SA（6、7）通，YT得电使QF跳闸； SA（10、11）通，HG平光；SA（21、23）断开，切 断了ARD的正电源。 2）手动跳闸后SA（2、4）接通了C对R6的放电回路， 因R6只有几百欧，故放电很快，使C两端电压接近于 零。所以ARD不会使QF合闸。 电力系统 自动装置原理2.3单侧电源线路的三相自动重合闸（五）讨论： v用控制开关SA手动合闸于故障线路时 1）SA手动合闸，SA（5、8）通，KMC动作，QF合闸 ，HG平光；SA（21、23）接通，SA的（2、4）断 开，C才开始充电，SA（25、28）接通，使加速继电 器KCP动作，KCP1合。 2）当SA、QF合后，如线路故障仍存在，则保护立即动 作，2KA触点闭合，经使QF加速跳闸。由于C充电时 间很短，来不